一種用于煤層氣開采的有桿泵設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤層氣開采技術領域，特別是涉及一種用于煤層氣開采的有桿泵設備。
【背景技術】
[0002]煤層氣是指儲存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產資源，屬非常規天然氣。
[0003]煤層氣是在成煤過程中形成并賦存于煤層中的一種非常規天然氣。煤層氣在開始產氣之前先要排出煤層中大量的水，煤層中天然裂隙或割理通常被水飽和，煤層氣吸附在煤上，要采出煤層氣，首先要讓它從煤中解吸出來。只有抽出足夠的水，煤層壓力降至煤的解吸壓力后，煤層氣的解吸才開始。煤層壓力小于或等于解吸壓力時，氣體從煤中解吸，順割理流動到壓裂裂縫，然后流到井筒中，然后將煤層氣從井筒中開采出來。
[0004]煤層氣地面鉆井排采的初期，產水量較大，基本不產氣，通常使用人工舉升設備將井底液體帶到地面，實現排水降壓。隨著井下水的排出，井筒附近壓力下降，逐漸有氣體解吸產出。進入排采中期后，井筒附近壓力下降到一定程度后，產氣量逐漸升高并保持穩定，產水量很低或不產水。
[0005]目前，常用的人工舉升設備為有桿泵設備，由地面上的抽油機通過抽油桿帶動井下的抽油泵工作，將井筒內的水排出至地面。隨著產水量的降低，產氣量的升高，出現桿管偏磨、動力消耗大等情況。
[0006]另外，由于產水量是變化的，有桿泵設備的排水量變化范圍小，不適應煤層氣井在生產過程中地層出水量的變化，需要頻繁調整其工作參數，并頻繁修井，不但經濟性不好，而且很難滿足連續、穩定降壓排水的要求，影響了煤層氣的開采效率。
[0007]因此，如何設計一種水量變化時，能夠連續、穩定降壓排水的有桿泵設備，是本領域技術人員目前急需解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的是提供一種用于煤層氣開采的有桿泵設備，該有桿泵設備的開采效率較高，能夠適應水量變化，對井筒連續、穩定降壓排水。
[0009]為了實現上述技術目的，本實用新型提供了一種用于煤層氣開采的有桿泵設備，包括抽油機、油管、抽油桿和有桿泵；所述油管的下部位于井下套管內，形成管套環空；所述抽油桿的下部位于所述油管內，形成桿管環空；所述有桿泵包括相配合的泵筒和柱塞，所述泵筒位于所述油管的下端并與所述油管連通，所述泵筒的底部和所述柱塞的底部均設有游動閥，所述柱塞的上殼體具有連通孔；所述抽油機位于地面上，并能夠通過所述抽油桿帶動所述柱塞做往復運動；所述抽油桿為中空結構，所述抽油桿與所述柱塞的連接處設有可開啟的封堵結構，以便依次關閉所述管套環空和所述桿管環空后，開啟所述封堵結構時，通過所述抽油桿的內部排采。
[0010]優選地，所述柱塞的上殼體的所述連通孔設有單向閥，所述單向閥向所述柱塞外側單向連通。
[0011]優選地，所述封堵結構包括封堵板和護板，所述封堵板和所述護板固設于在所述抽油桿的內壁；所述封堵板設有沖擊斷裂部，以便向所述抽油桿內部投入重物時，所述封堵板能夠沿所述沖擊斷裂部斷裂并脫落；所述護板位于所述封堵板的下側，能夠避免物體落入井下。
[0012]優選地，所述沖擊斷裂部為所述封堵板周部的環形的斷裂凹槽。
[0013]優選地，所述封堵板上下兩側的對應位置均設有所述斷裂凹槽。
[0014]優選地，所述封堵板和/或所述護板與所述抽油桿的內部焊接。
[0015]優選地，所述封堵結構為設置在所述抽油桿內的井下開關，所述井下開關關閉時封堵所述抽油桿，所述井下開關能夠被重物觸發開啟或關閉。
[0016]優選地，所述井下開關包括旋塞及其配合結構，所述配合結構設于所述抽油桿的內壁，具有與所述旋塞配合的中心孔；所述重物觸發所述旋塞時，所述旋塞能夠轉動一定角度，以便開啟或關閉所述井下開關。
[0017]優選地，所述配合結構的下側具有楔形齒，所述旋塞的下側具有與所述楔形齒配合的凸塊，所述重物觸發所述旋塞時，所述凸塊能夠沿所述楔形齒的斜面移動，以便使得所述旋塞轉動。
[0018]本實用新型提供的用于煤層氣開采的有桿泵設備，包括抽油機、油管、抽油桿和有桿泵；油管設置在井下套管內，有桿泵包括相配合的泵筒和柱塞，泵筒位于油管的下端并與油管連通，泵筒的底部和柱塞的底部均設有游動閥，柱塞的上殼體具有連通孔；抽油機位于地面上，并能夠通過抽油桿帶動柱塞做往復運動；抽油桿為中空結構，抽油桿與柱塞的連接處設有可開啟的封堵結構，以便依次關閉管套環空和桿管環空后，開啟封堵結構時，通過抽油桿的內部排米。
[0019]該有桿泵設備中，井下套管和油管之間形成管套環空，油管和抽油桿之間形成桿管環空。該設備工作初期，抽油桿內部的空間被封堵結構封閉，抽油機通過抽油桿帶動柱塞往復運動。柱塞上行時，柱塞底部的游動閥受柱塞上方液柱壓力處于關閉狀態，油管上方的液體排出，柱塞下部空間的壓力降低，泵筒底部的游動閥受井筒周圍壓力作用打開，泵筒內部進入液體；柱塞下行時，泵筒內液體受壓，柱塞底部的游動閥打開，泵筒底部的游動閥關閉，柱塞下部的液體進入柱塞上部空間。有桿泵工作時，通過桿管環空產水，將井下水排出，此工作階段的產水量較大。隨著井下水的排出，煤層的壓力逐漸降低，煤層壓力降低至解析壓力時，煤層氣開始解析，解析出的氣體流動到井下套管中，通過管套環空產氣。進入排采中期后，煤層的壓力下降到一定程度，產氣量逐漸升高并保持穩定，產水量很低或不產水，產水量不穩定，會出現桿管偏磨的現象，同時對動力設備的動力消耗較大。此時，依次關閉管套環空和桿管環空，開啟封堵結構，改變排采方式，則井下的水和氣體將均通過抽油桿內部的空間產出，與管套環空和桿管環空相比，抽油桿內部的空間的橫截面積較小，不需要動力，煤層的壓力可以使抽油桿產氣排水。
[0020]該有桿泵設備能夠采用兩種排采方式，根據產水量的變化選擇合適的排采方式，兩種排采方式可以實現連續轉換，對井筒進行連續、穩定的降壓排水，不需要修井作業，從而能夠保證煤層氣井的連續穩定生產。
[0021]該設備改變排采方式后，通過抽油桿內部的空間排采，不需要動力，能夠利用煤層氣的能量進行排水，無需增加運行成本，且節能顯著。通過抽油桿排采時，不需要抽油桿運動，從而能夠避免桿管偏磨的現象。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型所提供的用于煤層氣開采的有桿泵設備一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0023]圖2為圖1中所示的有桿泵設備的井下套管的局部放大示意圖；
[0024]圖3為圖2中所示的有桿泵設備一種【具體實施方式】的工作過程示意圖；
[0025]圖4為圖2中所示的有桿泵設備另一種【具體實施方式】的工作過程示意圖；
[0026]圖5為圖2所示的有桿泵設備中抽油桿下端的封堵結構一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0027]圖6為圖2所示的有桿泵設備中抽油桿下端的封堵結構另一種【具體實施方式】的結構示意圖。
[0028]其中，圖1至圖6中的附圖標記和部件名稱之間的對應關系如下:
[0029]抽油機I ;油管2 ;桿管環空23 ;管套環空25 ;
[0030]抽油桿3 ;封堵結構31 ;封堵板32 ;護板33 ;斷裂凹槽34 ;旋塞35 ;配合結構36
[0031]有桿泵4 ;泵筒41 ;柱塞42 ;單向閥43 ;井下套管5。
【具體實施方式】
[0032]本實用新型的核心是提供一種用于煤層氣開采的有桿泵設備，該有桿泵設備的開采效率較高，能夠適應水量變化，對井筒連續、穩定降壓排水。
[0033]為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0034]請參考圖1至圖6，圖1為本實用新型所提供的用于煤層氣開采的有桿泵設備一種【具體實施方式】的結構示意圖，圖2為圖1中所示的有桿泵設備的井下套管的局部放大示意圖，圖3為圖2中所示的有桿泵設備一種【具體實施方式】的工作過程示意圖，圖4為圖2中所示的有桿泵設備另一種【具體實施方式】的工作過程示意圖，圖5為圖2所示的有桿泵設備中抽油桿下端的封堵結構一種【具體實施方式】的結構示意圖，圖6為圖2所示的有桿泵設備中抽油桿下端的封堵結構另一種【具體實施方式】的結構示意圖。
[0035]在一種具體的實施方式中，本實用新型提供了一種用于煤層氣開采的有桿泵設備，包括抽油機1、油管2、抽油桿3和有桿泵4 ;油管2的下部位于井下套管5內，形成管套環空25 ;抽油桿3的下部位于油管2內，形成桿管環空23 ;有桿泵4包括相配合的泵筒41和柱塞42，泵筒41位于油管2的下端并與油管2連通，泵筒41的底部和柱塞42的底部均設有游動閥，柱塞42的上殼體具有連通孔；抽油機I位于地面上，并能夠通過抽油桿3帶動柱塞42做往復運動；抽油桿3為中空結構，抽油桿3與柱塞42的連接處設有可開啟的封堵結構31，以便依次關閉管套環空25和桿管環空23后，開啟封堵結構31時，通過抽油桿3的內部排采。
[0036]煤層氣在開始產氣之前先要排出煤層中大量的水。煤層中天然裂隙或割理通常被水飽和，煤層氣吸附在煤上，要采出煤層氣，首先要讓煤層氣從煤中解吸出來，只有抽出足夠的水，煤層壓力降至煤的解吸壓力后，煤層氣才開始解吸。
[0037]如圖1和圖2所示，該有桿泵設備中，井下套管5和油管2之間形成管套環空25，油管2和抽油桿3之間形成桿管環空23，抽油桿3內部為中空結構，井下套筒5內具有三個通道。
[0038]該設備工作初期，該有桿泵設備采用第一種排采方式工作，抽油桿3的下端被封堵結構31封閉，抽油機I通過抽油桿3帶動柱塞42往復運動。
[0039]上沖程:柱塞42上行，柱塞42底部的游動閥受柱塞42上方液柱壓力處于關閉狀態，油管2上方的液體排出，柱塞42下部空間的壓力降低，泵筒41底部的游動閥受井筒周圍壓力作用打開，泵筒41內部進入液體；
[0040]下沖程:柱塞42下行，泵筒41內液體受壓，柱塞42底部的游動閥打開，泵筒41底部的游動閥關閉，柱塞42下部的液體經柱塞42底部的游動閥和上殼體的連通孔進入柱塞42上部空間。
[0041]隨著抽油機I的動作，通過抽油桿3帶動柱塞42重復上述動作，通過桿管環空23產水，將井下水排出，此工作階段的產水量較大。隨著井下水的排出，煤層的壓力逐漸降低，煤層壓力降低至解析壓力時，煤層氣開始解析，解析出的氣體流動到井下套管5中，通過管套環空25產氣。
[0042]進入排采中期后，煤層的壓力下降到一定程度，產氣量逐漸升高并保持穩定，產水量很低或不產水，產水量不穩定，會出現桿管偏磨的現象，同時對